第一節(jié)海洋化學(xué)資源

1、第三單元 海水中的化學(xué)第一節(jié) 海洋化學(xué)資源 1.1.了解海水及海底蘊(yùn)含的主要物質(zhì)了解海水及海底蘊(yùn)含的主要物質(zhì)2.2.知道淡化海水常用的方法知道淡化海水常用的方法3 3.認(rèn)識(shí)合理進(jìn)行海洋開(kāi)發(fā)、保護(hù)海洋環(huán)境的重要性認(rèn)識(shí)合理進(jìn)行海洋開(kāi)發(fā)、保護(hù)海洋環(huán)境的重要性4.4.知道海洋資源包括化學(xué)資源、礦產(chǎn)資源、動(dòng)力資源和知道海洋資源包括化學(xué)資源、礦產(chǎn)資源、動(dòng)力資源和生物資源生物資源你見(jiàn)過(guò)大海嗎？你見(jiàn)過(guò)大海嗎？在你心中大海是什么樣子？在你心中大海是什么樣子？ 你嘗過(guò)苦澀難咽的海水嗎？你嘗過(guò)苦澀難咽的海水嗎？你想知道海水為什么苦澀難咽嗎？你想知道海水為什么苦澀難咽嗎？你想知道海水能為人類(lèi)提供哪些你想知道海水能為人

2、類(lèi)提供哪些有用的物質(zhì)（資源）嗎？有用的物質(zhì)（資源）嗎？ 海底礦產(chǎn)資源海底礦產(chǎn)資源： （蘊(yùn)藏著大量的煤、蘊(yùn)藏著大量的煤、石油、天然氣）石油、天然氣） 海洋生物資源海洋生物資源： （2020多萬(wàn)種生物）多萬(wàn)種生物） 海洋動(dòng)力資源：海洋動(dòng)力資源： （潮汐，波浪蘊(yùn)藏著（潮汐，波浪蘊(yùn)藏著巨大的能量）巨大的能量） 海洋空間資源：海洋空間資源： （擁有遼闊空間，建（擁有遼闊空間，建造人工島）造人工島） 海洋旅游資源海洋旅游資源 海洋化學(xué)資源：海洋化學(xué)資源：（8080多種元素）多種元素）海洋資源的分類(lèi)：海洋資源的分類(lèi)：大黃魚(yú)大黃魚(yú)帶魚(yú)帶魚(yú)對(duì)蝦對(duì)蝦墨魚(yú)墨魚(yú)梭子蟹梭子蟹石斑魚(yú)石斑魚(yú)天然的蛋白質(zhì)倉(cāng)庫(kù)天然的蛋白質(zhì)倉(cāng)庫(kù)

3、海洋是聚寶盆海洋是聚寶盆海洋生物資源海洋生物資源海帶海帶紫菜紫菜石花菜石花菜狐籃子魚(yú)狐籃子魚(yú)少女魚(yú)少女魚(yú)脊尾白蝦脊尾白蝦花蟹花蟹海洋有豐富的化學(xué)資源海洋有豐富的化學(xué)資源海水中溶有哪些物質(zhì)？海水中溶有哪些物質(zhì)？從從“海水中的化學(xué)資源海水中的化學(xué)資源”圖可以得到哪些信息？圖可以得到哪些信息？ （ 請(qǐng)閱讀相關(guān)內(nèi)容及圖片后回答請(qǐng)閱讀相關(guān)內(nèi)容及圖片后回答 ）導(dǎo)讀思考題導(dǎo)讀思考題( (一一) )：水水96.5 溶解的溶解的鹽鹽分分3.5 Cl 55.06 Na+ 30.61 SO42- 7.67 Mg2+ 3.69 Ca2+ 1.15 K+ 1.10 其他其他 0.72 海水中的化學(xué)資源海水中的化學(xué)資源一

4、、海水中的物質(zhì)一、海水中的物質(zhì) 人類(lèi)提取海水中的各種元素，來(lái)制備大量對(duì)我們有用人類(lèi)提取海水中的各種元素，來(lái)制備大量對(duì)我們有用的物質(zhì)。的物質(zhì)。(1)(1)如何從海水中提取金屬鎂？如何從海水中提取金屬鎂？ (2)(2)其工藝流程是什么？涉及哪些重要的化學(xué)反應(yīng)？其工藝流程是什么？涉及哪些重要的化學(xué)反應(yīng)？導(dǎo)讀思考題（二）：導(dǎo)讀思考題（二）：海水海水或鹵水或鹵水氫氧氫氧化鎂化鎂氯化鎂氯化鎂鎂鎂石灰乳石灰乳鹽酸鹽酸通電通電MgClMgCl2 2 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 = Mg(OH)= Mg(OH)2 2 + CaCl + CaCl2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2 + 2HCl =

5、MgCl+ 2HCl = MgCl2 2 + 2H+ 2H2 2O OMgClMgCl2 2 = Mg + Cl= Mg + Cl2 2通電通電思考與討論：思考與討論： 海水中本來(lái)就有氯化鎂，為什么不直接將海水進(jìn)行電海水中本來(lái)就有氯化鎂，為什么不直接將海水進(jìn)行電解來(lái)制取金屬鎂？解來(lái)制取金屬鎂？ 海水中氯化鎂的含量很低，人們想要得到它，首先要海水中氯化鎂的含量很低，人們想要得到它，首先要使之使之富集富集。以海水為原料，將其中的氯化鎂轉(zhuǎn)化為沉淀。以海水為原料，將其中的氯化鎂轉(zhuǎn)化為沉淀。一方面是為了使鎂元素富集；另一方面是除去其中的氯化一方面是為了使鎂元素富集；另一方面是除去其中的氯化鈉等雜質(zhì)。富集

6、的方法是化學(xué)上常用的，如鈉等雜質(zhì)。富集的方法是化學(xué)上常用的，如蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮等。等。海水提取鎂的工藝流程圖海水提取鎂的工藝流程圖貝殼貝殼(CaCO(CaCO3 3) ) 煅燒煅燒 石灰石灰(CaO(CaO) ) H H2 2O O 石灰乳石灰乳Ca(OH)Ca(OH)2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2（白色）（白色） 稀鹽酸稀鹽酸 ；蒸發(fā)結(jié)晶；蒸發(fā)結(jié)晶 MgClMgCl2 26H6H2 2O O MgClMgCl2 2 電解電解 Mg Mg + +海水海水（MgMg2+2+等）等） CaCOCaCO3 3=CaO+CO=CaO+CO2 2 高溫高溫 CaO+HCaO+H2 2O=Ca(O

7、H)O=Ca(OH)2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2+MgCl+MgCl2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaCl+CaCl2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl=MgCl+2HCl=MgCl2 2+2H+2H2 2O O 蒸發(fā)結(jié)晶得蒸發(fā)結(jié)晶得 MgClMgCl2 26H6H2 2O O MgClMgCl2 26H6H2 2O=MgClO=MgCl2 2+6H+6H2 2O O MgClMgCl2 2=Mg+Cl=Mg+Cl2 2 通電通電 熔融熔融 1.1.海底蘊(yùn)藏著哪些礦物資源？海底蘊(yùn)藏著哪些礦物資源？2.2.為什么為什么“可燃冰可燃冰”被譽(yù)為被譽(yù)為“2121世紀(jì)能

8、源世紀(jì)能源”？3.3.什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？4.4.海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開(kāi)海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開(kāi)發(fā)和利用海洋資源的同時(shí)應(yīng)如何保護(hù)海洋資源？發(fā)和利用海洋資源的同時(shí)應(yīng)如何保護(hù)海洋資源？二、海底礦物二、海底礦物導(dǎo)讀思考題導(dǎo)讀思考題( (三三) )：海洋礦物資源海洋礦物資源濱海沙礦濱海沙礦石油、天然氣石油、天然氣煤、硫、磷煤、硫、磷錳結(jié)核、海底錳結(jié)核、海底熱液礦床熱液礦床拖網(wǎng)獲取拖網(wǎng)獲取錳結(jié)核礦錳結(jié)核礦大洋錳結(jié)核大洋錳結(jié)核1.1.海底蘊(yùn)藏著哪些礦物資源？海底蘊(yùn)藏著哪些礦物資源？煤、石油、天然氣煤、石油

9、、天然氣等化石燃料；天然氣水等化石燃料；天然氣水合物合物可燃冰；錳結(jié)可燃冰；錳結(jié)核（含有錳、鐵、鎳、核（含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦等銅、鈷、鈦等2020多種金多種金屬元素）。屬元素）。 2. 2.為什么為什么“可燃冰可燃冰”被譽(yù)為被譽(yù)為“未來(lái)能源未來(lái)能源”“”“2121世紀(jì)能世紀(jì)能源源”？可燃冰在海底儲(chǔ)量大，產(chǎn)能多，可燃冰在海底儲(chǔ)量大，產(chǎn)能多，且燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)驈U氣。且燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)驈U氣。全世界全世界“可燃冰可燃冰”的儲(chǔ)量估計(jì)的儲(chǔ)量估計(jì)可達(dá)可達(dá)1.871.87101017173 3，而，而1 13 3 “可燃冰可燃冰”可釋放可釋放1641643 3甲烷，甲烷，是目前煤、石

10、油、天然氣總儲(chǔ)是目前煤、石油、天然氣總儲(chǔ)量的量的2 2倍。倍。請(qǐng)寫(xiě)出甲烷請(qǐng)寫(xiě)出甲烷（CHCH4 4）燃燒的化學(xué)方程式燃燒的化學(xué)方程式 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 CHCH4 4 + 2O+ 2O2 2 = CO= CO2 2 + 2H+ 2H2 2O O思考：思考：3.3.什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？錳結(jié)核是錳結(jié)核是2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代才大量發(fā)現(xiàn)的著名的深海礦產(chǎn)。褐色的年代才大量發(fā)現(xiàn)的著名的深海礦產(chǎn)。褐色的錳結(jié)核，外觀像土豆，切片來(lái)看，一層層的又像蔥頭。這種結(jié)核體錳結(jié)核，外觀像土豆，切片來(lái)看，一層層的又像蔥頭。這種結(jié)核體往往是以貝殼、珊瑚、魚(yú)牙、魚(yú)骨為核心

11、，把其他物質(zhì)聚集在周?chē)?。往往是以貝殼、珊瑚、魚(yú)牙、魚(yú)骨為核心，把其他物質(zhì)聚集在周?chē)?。生長(zhǎng)速度很緩慢，大約生長(zhǎng)速度很緩慢，大約10001000年生長(zhǎng)年生長(zhǎng)1 1毫米，有的毫米，有的100100萬(wàn)年才生長(zhǎng)萬(wàn)年才生長(zhǎng)4 4毫米。毫米。錳結(jié)核含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦等錳結(jié)核含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦等2020多種金屬元素。其經(jīng)濟(jì)價(jià)多種金屬元素。其經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高，估計(jì)在太平洋的分布面積約為值很高，估計(jì)在太平洋的分布面積約為18001800萬(wàn)平方千米，全世界多萬(wàn)平方千米，全世界多金屬結(jié)核總儲(chǔ)量可達(dá)金屬結(jié)核總儲(chǔ)量可達(dá)30 00030 000億噸。這樣就含有煉錳鋼用的錳億噸。這樣就含有煉錳鋼用的錳400040

12、00億億噸，煉不銹鋼的鎳噸，煉不銹鋼的鎳164164億噸，煉超硬度鋼的鈷億噸，煉超硬度鋼的鈷5858億噸，用途廣泛的銅億噸，用途廣泛的銅8888億噸億噸 4.4.海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開(kāi)海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開(kāi)發(fā)和利用海洋資源的同時(shí)，應(yīng)如何保護(hù)海洋資源？發(fā)和利用海洋資源的同時(shí)，應(yīng)如何保護(hù)海洋資源？u海洋資源包括：海水化學(xué)資源、海底礦產(chǎn)資源、海洋海洋資源包括：海水化學(xué)資源、海底礦產(chǎn)資源、海洋生物資源和海洋動(dòng)力資源。生物資源和海洋動(dòng)力資源。u海洋中的資源除煤、石油、天然氣等化石燃料外大多可海洋中的資源除煤、石油、天然氣等化石燃料外大多可再生。再生。u為保

13、護(hù)海洋資源，世界各國(guó)采取了多種措施，如海洋環(huán)境為保護(hù)海洋資源，世界各國(guó)采取了多種措施，如海洋環(huán)境立法、建立海洋自然保護(hù)區(qū)、加強(qiáng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、提高消除立法、建立海洋自然保護(hù)區(qū)、加強(qiáng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、提高消除污染的技術(shù)水平、禁止過(guò)度捕撈海洋生物資源等。污染的技術(shù)水平、禁止過(guò)度捕撈海洋生物資源等。設(shè)問(wèn)與質(zhì)疑：設(shè)問(wèn)與質(zhì)疑：1.1.地球上的水資源很豐富，為什么淡水資源日益短缺？地球上的水資源很豐富，為什么淡水資源日益短缺？2.2.人們采用什么方法解決淡水資源危機(jī)問(wèn)題？人們采用什么方法解決淡水資源危機(jī)問(wèn)題？3.3.用什么方法能除去海水中的鹽得到淡水？用什么方法能除去海水中的鹽得到淡水？海水淡化海水淡化常用蒸餾

14、法常用蒸餾法三、海水淡化三、海水淡化海水淡化海水淡化多級(jí)閃急蒸餾法多級(jí)閃急蒸餾法（目前最常用的方法）（目前最常用的方法）多級(jí)閃急蒸餾法：多級(jí)閃急蒸餾法： 在一定的壓力下，把經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水加熱至某一溫度，在一定的壓力下，把經(jīng)過(guò)預(yù)熱的海水加熱至某一溫度，引入第一個(gè)閃蒸室，降壓使海水閃急蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在熱引入第一個(gè)閃蒸室，降壓使海水閃急蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在熱交換管外冷凝而成淡水，而留下的海水，溫度降到相應(yīng)的飽交換管外冷凝而成淡水，而留下的海水，溫度降到相應(yīng)的飽和溫度。依次將濃縮海水引入以后各閃蒸室逐級(jí)降壓，使其和溫度。依次將濃縮海水引入以后各閃蒸室逐級(jí)降壓，使其閃急蒸發(fā)，再冷凝而得到淡水。閃蒸室的個(gè)

15、數(shù)，稱(chēng)為級(jí)數(shù)，閃急蒸發(fā)，再冷凝而得到淡水。閃蒸室的個(gè)數(shù)，稱(chēng)為級(jí)數(shù)，最常見(jiàn)的裝置有最常見(jiàn)的裝置有2020級(jí)級(jí)3030級(jí)級(jí), ,有些裝置可達(dá)有些裝置可達(dá)4040級(jí)以上。級(jí)以上。 多級(jí)閃急蒸餾不需要高壓蒸汽為熱源，特別適用于與熱多級(jí)閃急蒸餾不需要高壓蒸汽為熱源，特別適用于與熱電廠相結(jié)合的大型淡化工廠。若將建在海濱的核電站的發(fā)電電廠相結(jié)合的大型淡化工廠。若將建在海濱的核電站的發(fā)電與這種海水淡化和海水的其他方面的利用結(jié)合起來(lái)，將是一與這種海水淡化和海水的其他方面的利用結(jié)合起來(lái)，將是一種很經(jīng)濟(jì)的綜合生產(chǎn)方案。種很經(jīng)濟(jì)的綜合生產(chǎn)方案。海水海水淡化淡化低溫多效蒸餾法低溫多效蒸餾法多級(jí)閃急蒸餾法多級(jí)閃急蒸餾法熱

16、法熱法膜法（反滲透法）膜法（反滲透法）太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖：太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖： 知識(shí)點(diǎn)一：海洋資源知識(shí)點(diǎn)一：海洋資源【典例【典例1 1】海洋是地球上最大的儲(chǔ)水庫(kù)，浩瀚的海洋又蘊(yùn)】海洋是地球上最大的儲(chǔ)水庫(kù)，浩瀚的海洋又蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)資源。我國(guó)具有較長(zhǎng)的海岸線(xiàn)，海洋資含著豐富的化學(xué)資源。我國(guó)具有較長(zhǎng)的海岸線(xiàn)，海洋資源開(kāi)發(fā)前景廣闊。源開(kāi)發(fā)前景廣闊。(1)(1)目前海水淡化普遍采用的方法是目前海水淡化普遍采用的方法是_，證，證明得到的水是淡水的方法是明得到的水是淡水的方法是_。(2)(2)海底不僅蘊(yùn)藏著大量的煤、石油、天然氣等化石燃海底不僅蘊(yùn)藏著大量的煤、石油、天然氣等化石燃料，人們還在海底發(fā)現(xiàn)

17、了一種新型礦產(chǎn)資源是料，人們還在海底發(fā)現(xiàn)了一種新型礦產(chǎn)資源是_，被科學(xué)家譽(yù)為被科學(xué)家譽(yù)為“2121世紀(jì)能源世紀(jì)能源”。多級(jí)閃急蒸餾法多級(jí)閃急蒸餾法加入硝酸銀溶液無(wú)沉淀加入硝酸銀溶液無(wú)沉淀可燃冰可燃冰知識(shí)點(diǎn)二：海水制鎂知識(shí)點(diǎn)二：海水制鎂【典例【典例2 2】海水是一種重要的自然資源，海水中含】海水是一種重要的自然資源，海水中含NaClNaCl、MgClMgCl2 2等物質(zhì)，被譽(yù)為等物質(zhì)，被譽(yù)為“國(guó)防金屬?lài)?guó)防金屬”的鎂主要是從海水中的鎂主要是從海水中提取的，下面是從海水中提取金屬鎂的簡(jiǎn)單流程。提取的，下面是從海水中提取金屬鎂的簡(jiǎn)單流程。從海水中獲得淡水，常用的方法是從海水中獲得淡水，常用的方法是 。

18、從海水中獲得粗鹽，可將海水進(jìn)行從海水中獲得粗鹽，可將海水進(jìn)行 。試劑試劑A A最好選用最好選用 。海水海水溶液溶液Mg(OH)Mg(OH)2 2MgClMgCl2 2溶液溶液無(wú)水無(wú)水MgClMgCl2 2MgMg試劑試劑A A試劑試劑B B通電通電蒸餾蒸餾蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶熟石灰熟石灰1.1.廣泛應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)制造業(yè)的金屬鎂可以從海廣泛應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)制造業(yè)的金屬鎂可以從海水中提取，鎂屬于（水中提取，鎂屬于（ ）A.A.礦產(chǎn)資源礦產(chǎn)資源 B.B.動(dòng)力資源動(dòng)力資源 C.C.化學(xué)資源化學(xué)資源 D.D.生物資源生物資源2.2.下列操作不能用來(lái)淡化海水的是（下列操作不能用來(lái)淡化海水的是（ ）A.A.過(guò)濾過(guò)濾 B.B.使海水結(jié)冰脫鹽使海水結(jié)冰脫鹽 C.C.加熱蒸餾加熱蒸餾 D.D.多級(jí)閃急蒸餾法多級(jí)閃急蒸餾法C CA A3.3.關(guān)于關(guān)于“可燃冰可燃冰”的說(shuō)法正確的是（的說(shuō)法正確的是（ ）A.“A.“可燃冰可燃冰”是最理想的燃料是最理想的燃料 B.“B.“可燃冰可燃冰”能燃燒，所以水也能燃燒